(57)【要約】【課題】消音装置一体型の脱硝装置において、排気ガスに含まれている固形物をも取り除く機能を備えた小型コンパクト化した脱硝触媒ユニット内挿型消音装置を提供する。【解決手段】内燃機関の排気ガスを排出する排気経路の途中に設けられる消音装置である脱硝触媒ユニット内挿型消音装置１０は、本体外筒１１と、排気ガスが流入する流入口１２と、流入口１２が取り付けられ本体外筒１１の前端部１３と接続される前端板１４と、処理を終えた排気ガスが流出する流出口１５と、流出口１５が取り付けられ本体外筒１１の後端部１６と接続される後端板１７と、本体外筒１１の内部に流れ方向の前後に空間１９、２０を残して設けられた、還元剤噴射手段２２により排気ガス中に噴射される還元剤を用いて脱硝を行う脱硝触媒ユニット２０と、流入口１２と脱硝触媒ユニット２０の間に設けた排気ガス中の固形物を処理する攪拌手段２１とを備えている。【選択図】  図１
2013221463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスを排出する排気経路の途中に設けられる消音装置であって、
本体外筒と、
排気ガスが流入する流入口と、
前記流入口が取り付けられ前記本体外筒の前端部と接続される前端板と、
処理を終えた排気ガスが流出する流出口と、
前記流出口が取り付けられ前記本体外筒の後端部と接続される後端板と、
前記本体外筒の内部に流れ方向の前後に空間を残して設けられた、前記排気ガス中に噴射される還元剤を用いて脱硝を行う脱硝触媒ユニットと、
前記流入口と前記脱硝触媒ユニットの間に設けた前記排気ガス中の固形物を処理する攪拌手段とを備えたことを特徴とする脱硝触媒ユニット内挿型消音装置。
【請求項２】
前記撹拌手段が傾斜羽根により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置。
【請求項３】
前記撹拌手段の下流側の近傍に前記固形物を収集し除去する収集除去手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置。
【請求項４】
前記前端板を流路が漸次拡大する拡大筒状に形成したことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの１項に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置。
【請求項５】
前記脱硝触媒ユニットと前記後端板の間に仕切板を介して取り付けた膨張型消音器である絞り拡大内管を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの１項に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置。
【請求項６】
前記前端板と前記仕切板との距離および／または前記仕切板と前記後端板との距離を、前記内燃機関から発生する騒音の卓越周波数に対応した波長の略整数分の一の長さに設定したことを特徴とする請求項５に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置。
【請求項７】
前記卓越周波数に対応した波長の略整数分の一の長さは、四分の一であることを特徴とする請求項６に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置。
【請求項８】
前記排気ガス中に還元剤を噴射する還元剤噴射手段を前記撹拌手段と前記脱硝触媒ユニットの間に設けたことを特徴とする請求項１から請求項７のうちの１項に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置。
【請求項９】
前記脱硝触媒ユニットを複数個有したことを特徴とする請求項１から請求項８のうちの１項に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置。
【請求項１０】
前記脱硝触媒ユニットは、前記本体外筒内に着脱自在に装着されたことを特徴とする請求項１から請求項９のうちの１項に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置。
【請求項１１】
前記脱硝触媒ユニットは、複数の脱硝触媒が熱膨張型の緩衝材を介して固定されたものであることを特徴とする請求項１０に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、還元剤を用いて脱硝を行う脱硝触媒ユニットを備えた、内燃機関の排気ガスを排出する排気経路の途中に設けられる脱硝触媒ユニット内挿型消音装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気ガス系統より排出される窒素酸化物（以下、適宜「ＮＯｘ」という。）は主要な大気汚染物質である。ＮＯｘの規制は、国際条約などの世界共通ルールとして各国で実施されている。例えば、船舶から排出される排気ガスに対する規制は、国連の海事関係の専門機関である国際海事機関（ＩＭＯ、International Maritime Organization）で検討された結果、２０１６年より３次規制が実施される予定である。このように、環境問題への意識の高まりにより、内燃機関からの排気ガスに対する規制が厳しくなってきている。
また、内燃機関（発電機関）には、上述した排気ガス以外に騒音の問題がある。近時の内燃機関は、その高出力化にともなって、排気ガス出口騒音レベルが１１０ｄＢ（Ａ）〜１３５ｄＢ（Ａ）と高くなっている。このため、１０ｄＢ（Ａ）〜３５ｄＢ（Ａ）程度という高いレベルの減衰を実現できる消音装置の設置が求められている。
そして、排気ガス系統の許容圧力損失は、一般的に３．０ｋＰａ（３００ｍｍＡｑ）程度である。このため、この系統に設置される機器類は、この限度をベースに計画しなければならない。また、消音器は船舶の狭隘な機関室に設置する必要がある。これらの理由により、消音装置には小型コンパクト化が要求される。
【０００３】
そこで、従来、消音器と脱硝装置とを一体にした装置（例えば、特許文献１〜３）が用いられている。また、内燃機関への悪影響を抑制した排気ガス浄化システム（例えば、特許文献４）や、排気ガス中に含まれる粒径の小さい煤および気相で存在する物質を補足する内燃機関の排気浄化装置（例えば、特許文献５）も用いられている。
【０００４】
特許文献１には、脱硝効率を高めつつ、装置自体の設置に要するスペースを小さくすることを目的として、反応層内部に、空隙部を介在して排気ガスが迂回しながら通過可能な脱硝剤を、多段構成として積層配置した消音機能付き脱硝装置が記載されている。
特許文献２には、排気ガスに含まれるＮＯｘの浄化効率を向上させることを目的として、還元剤等供給手段の下流側且つＳＣＲ触媒の上流側に、排気ガスの流れを分散、均一化するための通気孔を有するプレートを設けたＳＣＲマフラーが記載されている。
特許文献３には、省スペースで高い消音性能・脱硝効率を実現することを目的として、筐体の内部を三室以上に分割するとともに隣接する室同士を連通させた、膨張型の消音器と脱硝触媒とを備えた消音器一体型脱硝装置が記載されている。
特許文献４には、内燃機関の過度特性を悪化させないで排ガス中のＮＯｘを除去することを目的として、往復動内燃機関と過給機との間の排気経路に尿素水溶液を供給する尿素水溶液供給部を備えた排ガス浄化システムが記載されている。
特許文献５には、煤などの微粒子物質を排気ガスから除去することを目的として、触媒コンバータとサイクロンとを備えた内燃機関の排気浄化装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−７４５６０号公報
【特許文献２】特開２００５−２１４１８６号公報
【特許文献３】特開２００６−２０７５３１号公報
【特許文献４】特開２０１１−１２７４７１号公報
【特許文献５】特開平１１−６２５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜４に記載の装置では、排気ガスに含まれる固形物の処理について何ら考慮されていない。また、特許文献５に記載の排気浄化装置は、消音機能を備えたものではない。そして、排気ガスから固形物を取り除くためにサイクロンを用いていることから、小型コンパクト化が困難であるという問題がある。
そこで、本発明は、消音装置一体型の脱硝装置において、排気ガスに含まれている固形物をも取り除く機能を備えた、船舶の狭隘な機関室に設置するのに好適な、従来よりも小型コンパクト化した脱硝触媒ユニット内挿型消音装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の本発明の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置は、内燃機関の排気ガスを排出する排気経路の途中に設けられる消音装置であって、本体外筒と、排気ガスが流入する流入口と、前記流入口が取り付けられ前記本体外筒の前端部と接続される前端板と、処理を終えた排気ガスが流出する流出口と、前記流出口が取り付けられ前記本体外筒の後端部と接続される後端板と、前記本体外筒の内部に流れ方向の前後に空間を残して設けられた、前記排気ガス中に噴射される還元剤を用いて脱硝を行う脱硝触媒ユニットと、前記流入口と前記脱硝触媒ユニットの間に設けた前記排気ガス中の固形物を処理する攪拌手段とを備えたことを特徴とする。
攪拌手段で還元剤と排気ガスとを混合する際に、排気ガス中の固形物を処理することにより、排気ガス中の固形物を取り除くことが容易になる。
【０００８】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置において、前記撹拌手段が傾斜羽根により構成されていることを特徴とする。
上記の構成により、本体外筒内にその中心軸を中心とする回転流を形成することができる。
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置において、前記撹拌手段の下流側の近傍に前記固形物を収集し除去する収集除去手段を備えたことを特徴とする。
上記の構成により、排気ガス中の固形物を処理して本体外筒内壁に沿った流れを形成し、排気ガス中の固形物を容易に取り除くことができる。
【０００９】
請求項４に記載の本発明は、請求項１から請求項３のうちの１項に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置において、前記前端板を流路が漸次拡大する拡大筒状に形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の本発明は、請求項１から請求項４のうちの１項に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置において、前記脱硝触媒ユニットと前記後端板の間に仕切板を介して取り付けた膨張型消音器である絞り拡大内管を備えたことを特徴とする。
請求項６に記載の本発明は、請求項５に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置において、前記前端板と前記仕切板との距離および／または前記仕切板と前記後端板との距離を、前記内燃機関から発生する騒音の卓越周波数に対応した波長の略整数分の一の長さに設定したことを特徴とする。
請求項７に記載の本発明は、請求項６に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置において、前記卓越周波数に対応した波長の略整数分の一の長さは、四分の一であることを特徴とする。
上記の構成により、前端部から仕切板までの空間および仕切板から後端部までの空間により、卓越周波数の音を消すことができる。
【００１１】
請求項８に記載の本発明は、請求項１から請求項７のうちの１項に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置において、前記排気ガス中に還元剤を噴射する還元剤噴射手段を前記撹拌手段と前記脱硝触媒ユニットの間に設けたことを特徴とする。
上記の構成により、還元剤噴射手段を脱硝触媒ユニット内挿型消音装置の内部に配置することができる。
【００１２】
請求項９に記載の本発明は、請求項１から請求項８のうちの１項に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置において、前記脱硝触媒ユニットを複数個有したことを特徴とする。
請求項１０に記載の本発明は、請求項１から請求項９のうちの１項に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置において、前記脱硝触媒ユニットは、前記本体外筒内に着脱自在に装着されたことを特徴とする。
上記の構成により、その性能が低下した場合、容易に取り替えることができるから、脱硝触媒ユニットを小さくすることができる。
【００１３】
請求項１１に記載の本発明は、請求項１０に記載の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置において、前記脱硝触媒ユニットは、複数の脱硝触媒が熱膨張型の緩衝材を介して固定されたものであることを特徴とする。
上記の構成により、複数の脱硝触媒の間に熱膨張型の緩衝材を配置した状態において、熱を加えることで、脱硝触媒の間を熱膨張型の緩衝材により埋めて固定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置は、流入口と脱硝触媒ユニットの間に設けた攪拌手段を用いて排気ガス中の固形物を処理することにより、還元剤と排気ガスの混合を促進することができ、脱硝触媒ユニットを小さくすることが可能となる。
また、撹拌手段により排気ガス中の固形物が処理できるので、脱硝触媒ユニットへの固形物の付着が防止でき、脱硝触媒ユニットの性能劣化の防止が図れる。
また、撹拌手段を傾斜羽根とすることにより、固形物を半径方向すなわち本体外筒の中心からその内壁側に向かう方向に集めることができ、収集が容易となり、消音効果を増すことも可能となる。
また、固形物を撹拌手段の下流側の近傍に備えた収集除去手段により、固形物の散逸が防止でき、確実に脱硝触媒ユニットへの固形物の付着の防止が図れる。
また、前端板を流路が漸次拡大する拡大筒状に形成することにより、排気ガスの流入抵抗が低減でき、また脱硝触媒ユニットへ排気ガスの流れを均一化できる。
流入口から仕切板までの距離および仕切板から流出口までの距離を所定の長さとして、これら空間により卓越周波数の音を消す構成とすれば、本体外筒内の２つの空間により効率良く消音することが可能となる。
還元剤噴射手段をその内部に配置する構成とすれば、脱硝触媒ユニット内挿型消音装置を小さくすることが可能となる。
脱硝触媒ユニットを容易に交換できる構成とすれば、小さな脱硝触媒ユニットを必要に応じて交換することにより機能を維持できるから、脱硝触媒ユニット内挿型消音装置を小さくすることが可能となる。
脱硝触媒ユニットの脱硝触媒を熱膨張型の緩衝材により固定する構成とすれば、脱硝触媒ユニットの作製が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）本発明の実施形態の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置の内部を示すために本体外筒の一部を取り除いた状態を模式的に示した正面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図
【図２】本発明の実施形態の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置の他の一例の内部を示すために本体外筒の一部を取り除いた状態を模式的に示した正面図
【図３】脱硝触媒ユニットの着脱方法を説明する斜視図
【図４】脱硝触媒ユニットの着脱方法を説明する正面図
【図５】脱硝触媒ユニットの正面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態につき、図１〜図５を参照して以下に説明する。
図１（ａ）は本発明の実施形態の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置の内部を示すために本体外筒の一部を取り除いた状態を模式的に示した正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
図１（ａ）に示すように、本実施形態の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置１０は、本体外筒１１、流入口１２、本体外筒１１の前端部１３と接続される前端板１４、流出口１５、本体外筒１１の後端部１６と接続される後端板１７、本体外筒１１の内部に流れ方向の前後に空間１８、１９を残して設けられた脱硝触媒ユニット２０、攪拌手段２１、還元剤噴射手段２２、収集除去手段２３、仕切板２４および絞り拡大内管２５を備えている。
【００１７】
本体外筒１１は、排気ガスを排出する排気経路に設けられるものであり、図１（ｂ）に示すように円筒状の形状をしている。このため、攪拌手段２１により形成される回転流により、内壁に沿った円滑な固形物２６の流れが形成される。ただし、本体外筒１１の内壁に沿った固形物２６の流れが形成されれば、排気ガスから固形物を取り除くことができる。したがって、本体外筒１１は円筒状であることが好ましいものの、図１（ｂ）に示す円筒状の形状に限られるものではなく、断面が楕円状や多角形のものを用いることもできる。
【００１８】
流入口１２は、図示しない内燃機関からの排気ガスが流入する入口であり、本体外筒１１の前端板１４に接続されている。流出口１５は、処理を終えた排気ガスが流出する出口であり、本体外筒１１の後端板１７に接続されている。
前端板１４は、流路が漸次拡大する拡大筒状に形成されている。これにより、流入口１２により流入した排気ガスの流れをスムーズにすることができる。
【００１９】
脱硝触媒ユニット２０は、排気ガス中に噴射される還元剤を用いて排気ガスの脱硝を行う。攪拌手段２１は、流入口１２と脱硝触媒ユニット２０の間に設けられ、排気ガスと還元剤とを混合して脱硝触媒ユニット２０による脱硝効率を向上させるとともに、排気ガス中の固形物を処理する。ここで「排気ガス中の固形物を処理する」とは、排気ガスから固形物を取り除くのに適した状態とすることをいう。
【００２０】
攪拌手段２１は、傾斜羽根により構成されている。本体外筒１１の上流側の流入口１２から流入した排気ガスが攪拌手段２１を通過することにより、本体外筒１１の中心軸を中心とする排気ガスの回転流が形成される。排気ガス中に含まれる煤などの固形物２６は遠心力により回転流の外側方向に飛ばされるから、攪拌手段２１により本体外筒１１の内壁に沿った固形物２６の流れが形成される。そして、攪拌手段２１の下流側の近傍に設けられた収集除去手段２３によって、固形物２６を収集し排気ガスから除去して、固形物収集用箱体２７内に集める。ここで「下流側の近傍」とは、攪拌手段２１により処理され、本体外筒１１の内壁に沿って流れている固形物２６を収集するに適した位置をいう。
【００２１】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、収集除去手段２３は、本体外筒１１の内部と固形物収集用箱体２７の内部とを連通する細隙（スリット）部２３Ａと、当該細隙部２３Ａを覆うように、本体外筒１１の内側に、攪拌手段２１より形成された回転流と反対方向に立ち上がった矩形の板状体よりなる立ち上がり部２３Ｂとから形成されている。立ち上がり部２３Ｂにより細隙部２３Ａ側への流れが形成される。高速の排ガスは、攪拌手段２１の傾斜羽根により旋回し、回転流（遠心力）により本体外筒１１の内壁近辺に集められた固形物２６は、細隙部２３Ａを通って、固形物収集用箱体２７内に収集される。また、固形物収集用箱体２７内に集められた固形物２６は、固形物収集用箱体２７の流入口１２側に設けられた弁２９を開いて取り出すことができる。
【００２２】
還元剤噴射手段２２は、還元剤としての尿素水を本体外筒１１内に噴霧するものである。還元剤噴射手段２２により噴霧された尿素水は、攪拌手段２１により形成された回転流で排気ガスと均一に混合される。そして、脱硝触媒ユニット２０において、選択接触還元触媒により排気ガスの脱硝がなされる。排気ガスの脱硝における反応式を以下に示す。
ＣＯ（ＮＨ２）２＋Ｈ２Ｏ →  ２ＮＨ３＋ＣＯ２
ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２  →  ４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
ＮＯ２＋８ＮＨ３    →  ７Ｎ２＋１２Ｈ２Ｏ
なお、還元剤噴射手段２２による尿素水の噴霧においては、排気ガス中のＮＯｘ濃度を規定値に低減するために必要な尿素量となるように、尿素の量が調整される。
【００２３】
また、本実施形態においては、還元剤噴射手段２２を攪拌手段２１と脱硝触媒ユニット２０との間に設けている。しかし、これは一例であり、還元剤噴射手段２２は、流入口１２と攪拌手段２１との間に配置してもよい。このように、還元剤噴射手段２２を本体外筒１１内に配置すれば、脱硝触媒ユニット内挿型消音装置１０を小型化することができる。なお、脱硝触媒ユニット内挿型消音装置１０の設置場所との関係によっては、還元剤噴射手段２２を脱硝触媒ユニット内挿型消音装置１０の外側、すなわち、流入口１２よりも上流側に設けてもよい。
【００２４】
仕切板２４は本体外筒１１内の空間を２つに分割するものである。この仕切板２４から前端板１４までの距離Ｌ１、仕切板２４から後端板１７までの距離Ｌ２は、図示しない内燃機関から発生する騒音の卓越周波数に対応した波長の略整数分の一の長さに設定することが好ましく、脱硝触媒ユニット内挿型消音装置１０では四分の一に設定している。本体外筒１１内を仕切板２４によって上記のように分割することで、２つに分割された各空間により、卓越周波数を効果的に消音することができる。
【００２５】
ここで、仕切板２４から前端板１４・後端板１７までの距離Ｌ１・Ｌ２は、仕切板２４から遠い側の前端板１４・後端板１７の端部までの距離をいう。このため、例えば、前端板１４が拡大筒状に形成されている場合、仕切板２４から前端板１４までの距離は、仕切板２４から前端板１４の流入口１２側の端部までの距離をいう。また、「卓越周波数に対応した波長」とは、基本音の周波数及び高次の音の周波数の波長をいう。そして、「略整数分の一」とは、整数分の一から上下１０％の幅の範囲、すなわちｎを整数とすると９／１０ｎ以上１１／１０ｎ以下の範囲をいう。
仕切板２４には、本体外筒１１内の分割された２つの空間を連通する絞り拡大内管２５が設けられており、この絞り拡大内管２５が膨張型消音器として機能する。
【００２６】
本実施形態の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置１０は、脱硝触媒ユニット２０を２つ有している。図１（ａ）に示す脱硝触媒ユニット内挿型消音装置１０では、流路の前後方向に２つの脱硝触媒ユニット２０を備えているが、図２に示すように、流路の左右方向に並列に２つ備えた構成としてもよい。また、脱硝触媒ユニット２０の数は２つに限られるものではなく、１つまたは３つ以上としても良い。
【００２７】
脱硝触媒ユニット２０は、本体外筒１１内に着脱自在に装着されたものである。脱硝触媒ユニット２０の本体外筒１１への着脱機構について以下に説明する。
図３は、脱硝触媒ユニットの着脱方法を説明する斜視図である。同図に示すように、脱硝触媒ユニット２０は、脱硝触媒２０１を触媒部カセット２０２内に配置してなるものであり、本体外筒１１に着脱可能に構成されている。
【００２８】
図４は、脱硝触媒ユニット２０の着脱方法を説明する正面図である。同図に示すように、脱硝触媒ユニット２０を作業ステージ３０の外部ガイドレール３１に載せた状態でスライドさせる。これにより、本体外筒１１内の内部ガイドレール３２上に脱硝触媒ユニット２０を備え付けることができる。また、内部ガイドレール３２上に脱硝触媒ユニット２０を配置することで、脱硝触媒ユニット２０の取出しも容易になる。このように、本体外筒１１内に内部ガイドレール３２を設けることにより、脱硝触媒ユニット２０の備付けおよび取出しを容易に行うことができる。
なお、脱硝触媒ユニット２０の交換は、図示しない本体外筒１１のメンテナンスカバーを外して行う。
【００２９】
脆弱な脱硝触媒２０１を保護するために、脱硝触媒２０１の周りをその形状に合った緩衝材（ガスケット）により覆って、触媒部カセット２０２内の脱硝触媒２０１を封止する必要がある。従来、緩衝材として、最初から脱硝触媒２０１の形状に合わせたものが用いられていたため、触媒部カセット２０２内に脱硝触媒２０１を配する作業が非常に大変であった。
そこで、本実施形態の脱硝触媒ユニット２０は、図５に示すように、脱硝触媒ユニット２０の脱硝触媒２０１が、複数の脱硝触媒２０１１が熱膨張型の緩衝材２０１２を介して固定されたものとして構成している。ここで「熱膨張型の緩衝材」とは、熱を加えることにより、不可逆的にその体積が１．５倍〜３倍程度に膨張するものをいい、例えば、セラミック繊維系などの熱膨張性耐火シートが挙げられる。
【００３０】
図５は、脱硝触媒ユニットの正面図である。同図では、熱膨張前の緩衝材２０１２Ａを黒色で示し、熱膨張後の緩衝材２０１２Ｂを灰色で示している。同図に示すように、熱膨張前の緩衝材２０１２Ａを用いることにより、触媒部カセット２０２内に脱硝触媒２０１１を配置する際に、触媒部カセット２０２内に余裕が生じることから、触媒部カセット２０２内に脱硝触媒２０１１を配置する作業が容易になる。そして、触媒部カセット２０２内に脱硝触媒２０１１と脱硝触媒の間の熱膨張型の緩衝材２０１２Ａを配置した状態で、脱硝触媒ユニット２０に熱を加える。これにより、脱硝触媒２０１２Ａを膨張させて、脱硝触媒２０１２Ｂとして、触媒部カセット２０２内の脱硝触媒２０１１を容易に封止することができる。
【実施例】
【００３１】
本発明の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置を実施する態様について上述した。以下では、図１に示した前端板１４と仕切板２４との距離Ｌ１および仕切板２４と後端板１７との距離Ｌ２の実施例について説明する。すなわち、内燃機関により発生する卓越周波数（１次の騒音（基本音）及び高次の騒音の周波数）のうちのどれを消すか、つまり、基本音及び高次の騒音のうちどの音を消すかについての実施例を以下に説明する。
【００３２】
内燃機関により発生する卓越周波数のうち、出来るだけ低周波音を減衰することが好ましい。しかし、脱硝触媒ユニット内挿型消音装置を船内に設置する場合、その長さに制約がある。そこで、３〜５次の高次の音を消音することを目標として、仕切板２４の位置を調整する。
【００３３】
（高温の排気ガスの音速）
高温の排気ガスの音速Ｃｔ（ｍ／ｓ）は、以下の式により与えられる。
Ｃｔ＝３３１．５×（Ｋ／２７３）１／２  …（１）
Ｋ：排気ガスの温度（Ｋ）
例えば、排気ガスの温度Ｋ＝５５３Ｋ（＝３８０℃）の場合、排気ガスの音速Ｃｔは、
Ｃｔ＝３３１．５（５５３／２７３）１／２＝５１３（ｍ／ｓ）となる。
【００３４】
（基本周波数）
基本音の周波数である基本周波数ｆＫ（Ｈｚ）は、以下の式により与えられる。
ｆＫ＝（Ｎ／６０）×Ｚ×（１／ｉ）  …（２）
Ｎ：内燃機関の回転数（回転／ｍｉｎ）
Ｚ：シリンダ数
ｉ：係数（２サイクルは１、４サイクルは２）
例えば、内燃機関の回転数Ｎ＝７２０（回転／ｍｉｎ）、シリンダ数Ｚ＝６、係数ｉ＝２（４サイクル）の場合、基本周波数ｆＫは、
ｆＫ＝（７２０／６０）×６×（１／２）＝３６（Ｈｚ）となる。
【００３５】
（騒音の波長）
基本音の波長λＫは、以下の式により与えられる。
λＫ＝Ｃｔ／ｆＫ  …（３）
ＣｔおよびｆＫを求めた上記条件の場合、騒音の波長λＫは、
λＫ＝５１３／３６＝１４．２５（ｍ）となる。
【００３６】
（消音器の最適長さ）
消音器の最適長さｌＫは、以下の式により与えられる。
ｌＫ＝λＫ／４  …（４）
上記条件の下で得られたλＫ＝１４．２５（ｍ）の場合、消音器の最適長さｌＫは、
ｌＫ＝１４．２５／４＝３．５６（ｍ）となる。
また、同様に、上記（１）〜（４）に基づいた計算により、高次の騒音の周波数に対応する消音器の最適長さｌＫも求めることができる。基本音および高次の騒音の周波数に対する消音器の最適長さｌＫは、以下のようになる。
（次数、ｆＫ、ｌＫ）＝
（１次、３６Ｈｚ、３．５６ｍ）
（２次、７２Ｈｚ、１．７８ｍ）
（３次、１０８Ｈｚ、１．１９ｍ）
（４次、１４４Ｈｚ、０．８９ｍ）
（５次、１８０Ｈｚ、０．７１ｍ）
【００３７】
本実施例の脱硝触媒ユニット内挿型消音装置１０では、前端板１４と仕切板２４との距離Ｌ１＝１．１９ｍ、仕切板２４と後端板１７との距離Ｌ２＝０．７１ｍとした。これにより、本体外筒１１の長さを短く維持しつつ、３次と５次の騒音を消音し、所望の消音効果を得ることが出来た。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、例えば、船舶に備えられている発電用の内燃機関の排気ガスからＮＯｘを取り除く脱硝触媒ユニット内挿型消音装置として利用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１０、４０  脱硝触媒ユニット内挿型消音装置
１１  本体外筒
１２  流入口
１３  前端部
１４  前端板
１５  流出口
１６  後端部
１７  後端板
１８、１９  空間
２０  脱硝触媒ユニット
２１  攪拌手段
２２  還元剤噴射手段
２３  収集除去手段
２４  仕切板
２５  絞り拡大内管
２６  固形物
２７  固形物収集用箱体
２０１、２０１１  脱硝触媒
２０１２  熱膨張型の緩衝材
２０１２Ａ  熱膨張型の緩衝材（熱膨張前）
２０１２Ｂ  熱膨張型の緩衝材（熱膨張後）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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